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快速起效和负荷可变的辐射冷暖一体化空调

阅读:998发布:2020-09-07

专利汇可以提供快速起效和负荷可变的辐射冷暖一体化空调专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种快速起效和负荷可变的 辐射 冷暖一体化 空调 装置,负荷可以由室内机单独承担也可通过室内机和毛细管共同承担,主要以辐射和自然 对流 的 传热 方式调节室内 温度 。负荷由室内机单独承担时,具有较大表面积的表冷器;在共同承担负荷模式中,室内机和毛细管处于不同的供回 水 回路中,室内机的供水温度与毛细管的供水温度不同,夏季制冷时供给室内机的水温要低于供给毛细管的水温,冬季采暖时供给室内机的水温要高于供给毛细管的水温。本 发明 保留了传统辐射空调系统安静、热舒适程度高、节能、隐形美观等特点,同时起效迅速、负荷可调整,可营造出更高标准的室内环境,在高档建筑中有很大发展空间。,下面是快速起效和负荷可变的辐射冷暖一体化空调专利的具体信息内容。

1.一种快速起效和负荷可变的辐射冷暖一体化空调装置,主要由冷热源、分集器、水、室内机、室内机供回水管组成,其特征是:建筑的空调负荷由室内机和毛细管辐射面共同承担时,毛细管辐射面可设置于室内地面、墙面、顶棚或吊顶内,室内机和毛细管与各自的分集水器相连,且室内机的供水温度与毛细管的供水温度不同,夏季制冷时供给室内机的水温要低于供给毛细管的水温,冬季采暖时供给室内机的水温要高于供给毛细管的水温。
2.根据权利要求1所述的辐射冷暖一体化空调装置,其特征是:建筑的空调负荷均由室内机承担时,其室内机具有较大表面积的表冷器,在未开启机状态下,主要通过辐射和自然对流传热形式在夏季即能将室内温度调节到22至28℃之间,冬季能将室温调节到
16至24℃之间,在开启风机状况下,能通过控制风量大小来适应室内空调负荷的变化。
3.根据权利要求1所述的辐射冷暖一体化空调装置,其特征是:采用单一的冷热源时,通过水温调节装置使水温升高或降低,为毛细管提供温度适宜的制冷或采暖水源。
4.根据权利要求1所述的辐射冷暖一体化空调装置,其特征是:有两个或两个以上冷热源时,毛细管夏季与温度较高的冷源相连而冬季与水温较低的热源相连。
5.根据权利要求1所述的辐射冷暖一体化空调装置,其特征是:冷热源的供水温度与毛细管所需相适应时,毛细管可通过分集水器或供回水管直接与冷热源相连,而给室内机的供水经过辅助冷/热装置降温或升温后,夏季供给室内机水温更低的水,冬季供给较高温度的水。
6.根据权利要求1所述的辐射冷暖一体化空调装置,其特征是:夏季供给室内机的水温在5-18℃左右,冬季供给室内机的水温在50-80℃左右。
7.根据权利要求1所述的辐射冷暖一体化空调装置,其特征是:室内机由机壳、表冷器、风机、控制器和冷凝水盘等组成,风机的风量大小可以调节。
8.根据权利要求7所述的室内机,其特征是:室内机的风机处于关闭状态时,表冷器内水流仍可循环,以辐射或自然对流的方式与室内进行热交换。
9. 根据权利要求7所述的室内机,其特征是:室内机装有初级滤网、静电吸尘器、活性滤网、加湿器中的一种或数种装置。

说明书全文

快速起效和负荷可变的辐射冷暖一体化空调

技术领域

[0001] 本发明涉及采暖及空调技术,具体指一种主要通过辐射传热和自然对流传热具有采暖和制冷功能的空调装置。

背景技术

[0002] 随着物质生活平的提高,人们对建筑室内舒适性的要求也越来越高,室内环境的舒适程度又受很多因素所左右,如室内的热环境、声环境、光环境和空气品质等生理性因素以及不同个体的主观感受等,在不同程度上影响着人们的舒适感。毛细管辐射空调技术于上世纪80年代末诞生在德国,经过多年发展后,欧美地区及日韩等发达国家已有较多工程实践应用和系统研究。这种新型空调系统以其优良的热舒适性、无室内噪声影响、高效节能、使用周期长、维护少、安全卫生、隐形美观等特点和长处受到消费者的青睐。我国在20世纪90年代也开始了毛细管辐射空调系统的研究工作,进入21世纪后,毛细管辐射空调系统在一些实际工程中开始得到应用和推广。
[0003] 但毛细管辐射空调系统在单独户中使用时,不像小区集中空调24h有连续供应的冷热水源。出于减少能耗的考虑,人们通常在回家后才开启而无人在家时关闭系统,这就会带来室内达到舒适温度用时较长的问题,在采暖季耗时一般在2h以上,夏季制冷时通常也超过1.5h,将大大降低使用者的舒适满意度。此外,毛细管辐射空调系统因其负荷容量较小,以及毛细管辐射面较大的热惰性,对于建筑热负荷的快速改变难以及时调整,比如有多位客人到访时其舒适性将大打折扣。上述因素限制了毛细管辐射空调系统的进一步推广应用。

发明内容

[0004] 本发明的目的是克服现有毛细管辐射空调系统间歇使用时不能快速见效以及负荷相对固定的不足,提供一种系统简单、高舒适性、能快速起效和负荷可变的辐射冷暖一体化空调装置。
[0005] 本发明主要由冷热源、分集水器、水门、室内机、室内机供回水管组成,其特征是:建筑的空调负荷由室内机和毛细管辐射面共同承担时,毛细管辐射面可设置于室内地面、墙面、顶棚或吊顶内,室内机和毛细管与各自的分集水器相连,且室内机的供水温度与毛细管的供水温度不同,夏季制冷时供给室内机的水温要低于供给毛细管的水温,冬季采暖时供给室内机的水温要高于供给毛细管的水温;建筑的空调负荷均由室内机承担时,其室内机具有较大表面积的表冷器,在未开启机状态下,主要通过辐射和自然对流的传热形式在夏季即能将室内温度调节到22至28℃之间,冬季能将室温调节到16至24℃之间,在开启风机状况下,能通过控制风量大小来适应室内空调负荷的变化。
[0006] 本发明采取室内机单独承担空调负荷的技术方案,与毛细管辐射空调相比省去了毛细管辐射面及相关部件,构成的空调系统虽然在温度分布均匀度和热舒适程度上有微弱差距,但与采用风机盘管的传统中央空调相比,在关闭室内机风机的情况下仍保留了毛细管辐射空调安静、温差较小、无风感、隐形美观等优点,同时较大程度的降低造价、减少了安装施工难度和工程量,具有实施的现实价值。
[0007] 采取室内机和毛细管辐射面共同承担负荷的技术方案,本发明与现有的毛细管辐射空调系统技术方案相比,虽然增加了室内机这一装置,水路构成也复杂些,但因为室内机的风机停止运转时也具备较大的热交换容量,当风机开启时其通风流量大小可以调节,风量越大室内机的换热功率也越大,因此室内机具有较大的负荷调整范围,可变负荷的室内机与承担相对固定负荷的毛细管辐射面组合起来的系统就可以适应较大的空调负荷变动。由于夏季流经室内机的水温较低、冬季的水温较高,室内机的表冷器和毛细管辐射面相比前者与室内空气的温差更大,其换热效率也更高,很少数量的室内机即可获得与大面积毛细管辐射面相同的换热效果。本发明在多数条件下只需地面的毛细管辐射面和室内机配合即能满足房间负荷,就能实现室内温度快速调节到设定值的目的,少数房间受条件限制或为获得更均匀的室内温度分布、更高的舒适性可在局部墙体或顶棚上铺设毛细管,这使得整个毛细管铺装的湿作业工作量大为减少,空调系统室内工程的安装更为简单快捷。墙体顶棚处毛细管辐射面数量的减少有利于避免安装灯具、悬挂字画等行为对毛细管的潜在破坏,也使得室内装潢更为自由。
[0008] 本发明的毛细管辐射面指在楼地面、墙体、吊顶或顶棚等建筑维护结构中铺设有毛细管的成型表面,一体化毛细管辐射面主要由毛细管、结合层、抗裂层、找平层面层组成,组装式毛细管辐射面主要由毛细管、金属吊顶、冷凝水集水器和冷凝水管组成。
[0009] 为降低能耗和追求更高的室内环境质量,本发明可以补充新风系统和热回收装置,以及通过在室内机中加装除尘装置、有毒有害气体吸附装置、加湿装置等,既保留传统辐射空调系统安静、热舒适程度高、节能、隐形美观等特点外,又具有起效迅速、负荷可调整、空气清新、湿度适宜、除尘灭菌、安全卫生等有益效果。附图说明
[0010] 图1是本发明的系统构成示意图。
[0011] 图2是本发明室内机成组并联示意图。
[0012] 图3是本发明采用辅热装置的系统示意图。
[0013] 图4是本发明毛细管辐射面与辅助冷热源连接的系统示意图。
[0014] 图中:冷热源1,主供回水管2,室内机分集水器3,室内机供回水管4,室内机 5,水温调节装置6,毛细管分集水器7,毛细管供回水管8,毛细管9,水泵10,阀门11,排气阀12,膨胀水罐13,水压表14,水温表15,补水管16,泄水管17,辅助冷热装置18,低品位冷热源19。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明:如图1所示,冷热源1可以是空气源热泵、地源/水源热泵等机组产生的冷热水,或是天然冷热水源或其它形式的冷热水源,通过机组自配的水泵或另配水泵10使冷水或热水在主供回水管2及管路系统中循环,主供回水管2内的水流将有两个流向。一个流向室内机5,先经过与供回水管2直接相连的室内机分集水器3,并经室内机供回水管4将冷热水输送至各室内机5内,室内机5通过热辐射、自然对流或强制对流方式与室内发生热交换,利用循环水将室内的冷热能量带走。另一流向是毛细管辐射面,夏季先经过水温调节装置6将水温提高、冬季将水温降低后经毛细管分集水器7和毛细管供回水管8将冷热水输送至各组毛细管9中,通过传导、辐射和自然对流方式与室内发生热交换,利用循环水将室内的冷热能量带走。因此本发明是通过室内机5和毛细管辐射面两种装置共同对室内温度进行调节的,热量传递的主要形式为辐射、传导和自然对流。流经室内机5和毛细管9的水温不同,流经室内机5的水温在夏季较低而冬季较高,通常夏季供给室内机5的水温在5-18℃左右,冬季供给室内机5的水温在50-80℃左右,这有利于实现室内机5以较高的能量密度进行冷热交换,从而实现调温迅速和系统快速起效的目的。
[0016] 室内机5主要由机壳、表冷器、风机、控制器和冷凝水盘等部件组成,室内机5可以采取嵌入墙体或直接明装于墙体上,室内机5内的表冷器面积大而薄,以取得不占空间和美观的效果。室内机5内风机的风量大小可以调节,系统刚启动或人员较多时,风机可调至大风量状态,以加快调温和增大空调负荷,人少时风量可调小,需要安静时可以关闭风机,此时表冷器内水流仍可循环,能将室内的冷热能量带走,以实现冷热负荷可在较大范围内调整的目的。
[0017] 为了降低能耗和进一步提高室内空气品质和环境品质,本发明可以设置新风系统或者热回收装置,以及在室内机5中加装初级滤网、静电除尘器活性炭吸附网或者加湿器等,减少颗粒物、有毒有害气体、烟气和干燥空气等不利因素对人们身体健康的影响。
[0018] 在图2中,室内机5可以多个成组并联布置,再经一组或两组室内机供回水管4与室内机分集水器3相连,以达到缩短管路的目的。同理,毛细管9也可以成组并联布置,再与毛细管分集水器7相连。
[0019] 在图3中,如果冷热源1提供的水流温度不足以充分发挥室内机效率时,可以通过辅助冷热装置18如燃气采暖炉、电辅加热器或小型冷水机将水温升高或降低。如冷热源1提供的水流温度与毛细管9所需水流温度一致时,可省去水温调节装置6,毛细管分集水器7直接与主供回水管2相连。
[0020] 如果有天然的冷热水源或其它低品位冷热水源19可资利用时,如图4将低品位冷热水源19直接与毛细管分集水器7和毛细管9相连,可以大幅降低能耗。
[0021] 在图1至图4所示的系统示意图中,如将毛细管辐射面及相关部件省去,建筑的空调负荷即完全由室内机单独承担,只要室内机布点均匀、内部表冷器表面积较大,在夏季也能将室内温度调节到适宜温度。
[0022] 为避免夏季制冷时毛细管辐射面出现结露现象,本发明可以采取新风除湿、冷凝除湿、溶液或固体除湿、被动式调湿材料除湿、除湿机等一种或多种方式综合除湿的办法将室内空气的湿度控制在95%RH以下,由于湿度控制和预防结露不是本发明主要探讨的问题,在此不再细述。
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